Modulation allostérique de la fonction des récepteurs FP et PAF

Les récepteurs couplés aux protéines-G (RCPGs) constituent la première étape d’une série de cascades signalétiques menant à la régulation d’une multitude de processus physiologiques. Dans le modèle classique connu, la liaison du ligand induit un changement de conformation du récepteur qui mène à sa forme active. Une fois activés, les RCPGs vont réguler l’activité d’une protéine membranaire cible qui peut être tant une enzyme qu’un canal ionique. L’interaction entre le récepteur et la cible nécessite l’intermédiaire d’une protéine hétérotrimérique appelée « protéine G », qui est activée pour favoriser l’échange du GDP (guanosine diphosphate) pour un GTP (guanosine triphosphate) et assurer la transduction du signal du récepteur à l’effecteur. Les mécanismes moléculaires menant à l’activation des effecteurs spécifiques via l’activation des RCPGs par les protéines G hétérotrimériques sont encore plutôt méconnus. Dans notre étude nous nous sommes intéressés aux récepteurs FP et PAF, à leurs ligands naturels, la PGF2α et le Carbamyl-PAF respectivement, et à des ligands à action antagoniste sur ces récepteurs. Des ligands considérés comme agonistes, sont des molécules qui interagissent avec le récepteur et induisent les mêmes effets que le ligand naturel. Les antagonistes, par contre, sont des molécules qui interagissent avec le récepteur et bloquent l’action du ligand naturel en prévenant le changement conformationnel du complexe, et ils peuvent avoir une action compétitive ou non-compétitive. Nous avons étudié aussi des ligands orthostériques et allostériques du récepteur FP des prostaglandines et du récepteur PAF. Un ligand orthostérique peut se comporter comme agoniste ou antagoniste en se fixant au site de liaison du ligand (agoniste) naturel. Un ligand allostérique est un agoniste ou antagoniste se fixant à un site autre que celui du ligand naturel entraînant un changement de conformation ayant pour conséquence soit une augmentation (effecteur positif), soit une diminution (effecteur négatif) de l'activité du ligand naturel.

Modulation allostérique du récepteur FP dans le cancer colorectal

Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal.

Modulation allostérique du récepteur FP dans le cancer colorectal

Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal.

EP4 prostanoid receptor-mediated vasodilatation of human middle cerebral arteries

1 Dilatation of the cerebral vasculature is recognised to be involved in the pathophysiology of migraine. Furthermore, elevated levels of prostaglandin E2 (PGE2) occur in the blood, plasma and saliva of migraineurs during an attack, suggestive of a contributory role. In the present study, we have characterised the prostanoid receptors involved in the relaxation and contraction of human middle cerebral arteries in vitro. 2 In the presence of indomethacin (3μM) and the TP receptor antagonist GR32191 (1 μM), PGE2 was found to relax phenylephrine precontracted cerebral arterial rings in a concentration-dependent manner (mean pEC50 8.0 ± 0.1, n = 5). 3 Establishment of a rank order of potency using the EP4 > EP2 agonist 11-deoxy PGE1, and the EP2 > EP4 agonist PGE1-OH (mean pEC 50 of 7.6 ± 0.1 (n = 6) and 6.4 ± 0.1 (n = 4), respectively), suggested the presence of functional EP4 receptors. Furthermore, the selective EP2 receptor agonist butaprost at concentrations < 1 μM failed to relax the tissues. 4 Blockade of EP 4 receptors with the EP4 receptor antagonists AH23848 and EP4A caused significant rightward displacements in PGE2 concentration-response curves, exhibiting pA2 and pKB values of 5.7 ± 0.1, n = 3, and 8.4, n = 3, respectively. 5 The IP receptor agonists iloprost and cicaprost relaxed phenylephrine precontracted cerebral arterial rings (mean pEC50 values 8.3 ± 0.1 (n = 4) and 8.1 ± 0.1 (n = 9), respectively). In contrast, the DP and FP receptor agonists PGD2 and PGFα2 failed to cause appreciable relaxation or contraction at concentrations of up to 30 μM. In the absence of phenylephrine contraction and GR32191, the TP receptor agonist U46619 caused concentration-dependent contraction of cerebral artery (mean pEC50 7.4 ± 0.3, n = 3). 6 These data demonstrate the presence of prostanoid EP4 receptors mediating PGE2 vasodilatation of human middle cerebral artery. IP receptors mediating relaxation and TP receptors mediating contraction were also functionally demonstrated.

Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

Temporal analysis of prostaglandin F2 alpha receptor, caspase 3, and cyclooxygenase 2 messenger RNA expression and prostaglandin F2 alpha receptor and cyclooxygenase 2 protein expression in endometrial tissue from multiparous Nelore (Bos taurus indicus) cows treated with cloprostenol sodium during puerperium

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Characterizing New Fluorescent Tools for Studying 5-HT3 Receptor Pharmacology

The pharmacological characterization of ligands depends upon the ability to accurately measure their binding properties. Fluorescence provides an alternative to more traditional approaches such as radioligand binding. Here we describe the binding and spectroscopic properties of eight fluorescent 5-HT3 receptor ligands. These were tested on purified receptors, expressed receptors on live cells, or in vivo. All compounds had nanomolar affinities with fluorescent properties extending from blue to near infra-red emission. A fluorescein-derivative had the highest affinity as measured by fluorescence polarization (FP; 1.14 nM), flow cytometry (FC; 3.23 nM) and radioligand binding (RB; 1.90 nM). Competition binding with unlabeled 5-HT3 receptor agonists (5-HT, mCPBG, quipazine) and antagonists (granisetron, palonosetron, tropisetron) yielded similar affinities in all three assays. When cysteine substitutions were introduced into the 5-HT3 receptor binding site the same changes in binding affinity were seen for both granisetron and the fluorescein-derivative, suggesting that they both adopt orientations that are consistent with co-crystal structures of granisetron with a homologous protein (5HTBP). As expected, in vivo live imaging in anaesthetized mice revealed staining in the abdominal cavity in intestines, but also in salivary glands. The unexpected presence of 5-HT3 receptors in mouse salivary glands was confirmed by Western blots. Overall, these results demonstrate the wide utility of our new high-affinity fluorescently-labeled 5-HT3 receptor probes, ranging from in vitro receptor pharmacology, including FC and FP ligand competition, to live imaging of 5-HT3 expressing tissues.

A re-examination of the Ghrelin and Ghrelin receptor genes

The last few years have seen dramatic advances in genomics, including the discovery of a large number of non-coding and antisense transcripts. This has revolutionised our understanding of multifaceted transcript structures found within gene loci and their roles in the regulation of development, neurogenesis and other complex processes. The recent and continuing surge of knowledge has prompted researchers to reassess and further dissect gene loci. The ghrelin gene (GHRL) gives rise to preproghrelin, which in turn produces ghrelin, a 28 amino acid peptide hormone that acts via the ghrelin receptor (growth hormone secretagogue receptor/GHSR 1a). Ghrelin has many important physiological and pathophysiological roles, including the stimulation of growth hormone (GH) release, appetite regulation, and cancer development. A truncated receptor splice variant, GHSR 1b, does not bind ghrelin, but dimerises with GHSR 1a, and may act as a dominant negative receptor. The gene products of ghrelin and its receptor are frequently overexpressed in human cancer While it is well known that the ghrelin axis (ghrelin and its receptor) plays a range of important functional roles, little is known about the molecular structure and regulation of the ghrelin gene (GHRL) and ghrelin receptor gene (GHSR). This thesis reports the re-annotation of the ghrelin gene, discovery of alternative 5’ exons and transcription start sites, as well as the description of a number of novel splice variants, including isoforms with a putative signal peptide. We also describe the discovery and characterisation of a ghrelin antisense gene (GHRLOS), and the discovery and expression of a ghrelin receptor (growth hormone secretagogue receptor/GHSR) antisense gene (GHSR-OS). We have identified numerous ghrelin-derived transcripts, including variants with extended 5' untranslated regions and putative secreted obestatin and C-ghrelin transcripts. These transcripts initiate from novel first exons, exon -1, exon 0 and a 5' extended 1, with multiple transcription start sites. We used comparative genomics to identify, and RT-PCR to experimentally verify, that the proximal exon 0 and 5' extended exon 1 are transcribed in the mouse ghrelin gene, which suggests the mouse and human proximal first exon architecture is conserved. We have identified numerous novel antisense transcripts in the ghrelin locus. A candidate non-coding endogenous natural antisense gene (GHRLOS) was cloned and demonstrates very low expression levels in the stomach and high levels in the thymus, testis and brain - all major tissues of non-coding RNA expression. Next, we examined if transcription occurs in the antisense orientation to the ghrelin receptor gene, GHSR. A novel gene (GHSR-OS) on the opposite strand of intron 1 of the GHSR gene was identified and characterised using strand-specific RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends (RACE). GHSR-OS is differentially expressed and a candidate non-coding RNA gene. In summary, this study has characterised the ghrelin and ghrelin receptor loci and demonstrated natural antisense transcripts to ghrelin and its receptor. Our preliminary work shows that the ghrelin axis generates a broad and complex transcriptional repertoire. This study provides the basis for detailed functional studies of the the ghrelin and GHSR loci and future studies will be needed to further unravel the function, diagnostic and therapeutic potential of the ghrelin axis.

P2 purinergic receptor mRNA in rat and human sinoatrial node and other heart regions.

It is known that adenosine 5'-triphosphate (ATP) is a cotransmitter in the heart. Additionally, ATP is released from ischemic and hypoxic myocytes. Therefore, cardiac-derived sources of ATP have the potential to modify cardiac function. ATP activates P2X(1-7) and P2Y(1-14) receptors; however, the presence of P2X and P2Y receptor subtypes in strategic cardiac locations such as the sinoatrial node has not been determined. An understanding of P2X and P2Y receptor localization would facilitate investigation of purine receptor function in the heart. Therefore, we used quantitative PCR and in situ hybridization to measure the expression of mRNA of all known purine receptors in rat left ventricle, right atrium and sinoatrial node (SAN), and human right atrium and SAN. Expression of mRNA for all the cloned P2 receptors was observed in the ventricles, atria, and SAN of the rat. However, their abundance varied in different regions of the heart. P2X(5) was the most abundant of the P2X receptors in all three regions of the rat heart. In rat left ventricle, P2Y(1), P2Y(2), and P2Y(14) mRNA levels were highest for P2Y receptors, while in right atrium and SAN, P2Y(2) and P2Y(14) levels were highest, respectively. We extended these studies to investigate P2X(4) receptor mRNA in heart from rats with coronary artery ligation-induced heart failure. P2X(4) receptor mRNA was upregulated by 93% in SAN (P < 0.05), while a trend towards an increase was also observed in the right atrium and left ventricle (not significant). Thus, P2X(4)-mediated effects might be modulated in heart failure. mRNA for P2X(4-7) and P2Y(1,2,4,6,12-14), but not P2X(2,3) and P2Y(11), was detected in human right atrium and SAN. In addition, mRNA for P2X(1) was detected in human SAN but not human right atrium. In human right atrium and SAN, P2X(4) and P2X(7) mRNA was the highest for P2X receptors. P2Y(1) and P2Y(2) mRNA were the most abundant for P2Y receptors in the right atrium, while P2Y(1), P2Y(2), and P2Y(14) were the most abundant P2Y receptor subtypes in human SAN. This study shows a widespread distribution of P2 receptor mRNA in rat heart tissues but a more restricted presence and distribution of P2 receptor mRNA in human atrium and SAN. This study provides further direction for the elucidation of P2 receptor modulation of heart rate and contractility.

Kallikrein-related peptidase 4 activation of protease-activated receptor family members and association with prostate cancer

Two areas of particular importance in prostate cancer progression are primary tumour development and metastasis. These processes involve a number of physiological events, the mediators of which are still being discovered and characterised. Serine proteases have been shown to play a major role in cancer invasion and metastasis. The recently discovered phenomenon of their activation of a receptor family known as the protease activated receptors (PARs) has extended their physiological role to that of signaling molecule. Several serine proteases are expressed by malignant prostate cancer cells, including members of the kallikreinrelated peptidase (KLK) serine protease family, and increasingly these are being shown to be associated with prostate cancer progression. KLK4 is highly expressed in the prostate and expression levels increase during prostate cancer progression. Critically, recent studies have implicated KLK4 in processes associated with cancer. For example, the ectopic over-expression of KLK4 in prostate cancer cell lines results in an increased ability of these cells to form colonies, proliferate and migrate. In addition, it has been demonstrated that KLK4 is a potential mediator of cellular interactions between prostate cancer cells and osteoblasts (bone forming cells). The ability of KLK4 to influence cellular behaviour is believed to be through the selective cleavage of specific substrates. Identification of relevant in vivo substrates of KLK4 is critical to understanding the pathophysiological roles of this enzyme. Significantly, recent reports have demonstrated that several members of the KLK family are able to activate PARs. The PARs are relatively new members of the seven transmembrane domain containing G protein coupled receptor (GPCR) family. PARs are activated through proteolytic cleavage of their N-terminus by serine proteases, the resulting nascent N-terminal binds intramolecularly to initiate receptor activation. PARs are involved in a number of patho-physiological processes, including vascular repair and inflammation, and a growing body of evidence suggests roles in cancer. While expression of PAR family members has been documented in several types of cancers, including prostate, the role of these GPCRs in prostate cancer development and progression is yet to be examined. Interestingly, several studies have suggested potential roles in cellular invasion through the induction of cytoskeletal reorganisation and expression of basement membrane-degrading enzymes. Accordingly, this program of research focussed on the activation of the PARs by the prostate cancer associated enzyme KLK4, cellular processing of activated PARs and the expression pattern of receptor and agonist in prostate cancer. For these studies KLK4 was purified from the conditioned media of stably transfected Sf9 insect cells expressing a construct containing the complete human KLK4 coding sequence in frame with a V5 epitope and poly-histidine encoding sequences. The first aspect of this study was the further characterisation of this recombinant zymogen form of KLK4. The recombinant KLK4 zymogen was demonstrated to be activatable by the metalloendopeptidase thermolysin and amino terminal sequencing indicated that thermolysin activated KLK4 had the predicted N-terminus of mature active KLK4 (31IINED). Critically, removal of the pro-region successfully generated a catalytically active enzyme, with comparable activity to a previously published recombinant KLK4 produced from S2 insect cells. The second aspect of this study was the activation of the PARs by KLK4 and the initiation of signal transduction. This study demonstrated that KLK4 can activate PAR-1 and PAR-2 to mobilise intracellular Ca2+, but failed to activate PAR-4. Further, KLK4 activated PAR-1 and PAR-2 over distinct concentration ranges, with KLK4 activation and mobilisation of Ca2+ demonstrating higher efficacy through PAR-2. Thus, the remainder of this study focussed on PAR-2. KLK4 was demonstrated to directly cleave a synthetic peptide that mimicked the PAR-2 Nterminal activation sequence. Further, KLK4 mediated Ca2+ mobilisation through PAR-2 was accompanied by the initiation of the extra-cellular regulated kinase (ERK) cascade. The specificity of intracellular signaling mediated through PAR-2 by KLK4 activation was demonstrated by siRNA mediated protein depletion, with a reduction in PAR-2 protein levels correlating to a reduction in KLK4 mediated Ca2+mobilisation and ERK phosphorylation. The third aspect of this study examined cellular processing of KLK4 activated PAR- 2 in a prostate cancer cell line. PAR-2 was demonstrated to be expressed by five prostate derived cell lines including the prostate cancer cell line PC-3. It was also demonstrated by flow cytometry and confocal microscopy analyses that activation of PC-3 cell surface PAR-2 by KLK4 leads to internalisation of this receptor in a time dependent manner. Critically, in vivo relevance of the interaction between KLK4 and PAR-2 was established by the observation of the co-expression of receptor and agonist in primary prostate cancer and prostate cancer bone lesion samples by immunohistochemical analysis. Based on the results of this study a number of exciting future studies have been proposed, including, delineating differences in KLK4 cellular signaling via PAR-1 and PAR-2 and the role of PAR-1 and PAR-2 activation by KLK4 in prostate cancer cells and bone cells in prostate cancer progression.